非穩(wěn)定狀態(tài)探頭——熱導(dǎo)率測量TP02土壤熱導(dǎo)率探頭

　　TP02土壤熱導(dǎo)率探頭在針式熱導(dǎo)率傳感器的設(shè)計上，Hukseflux是目前市場上的*。這些針式傳感器中有一些比較大的型號用于現(xiàn)場測試，也有一些小的型號用于小樣本熱導(dǎo)率測量，可以用一些比較短但是很牢固的放射性材料測量海邊土壤的熱導(dǎo)率。

　　TP02可以快速準(zhǔn)確的測量出介質(zhì)的熱導(dǎo)率(或熱阻)，可以以*高的精度來插入。該探頭依從ASTM D 5334-00，D 5930-97和IEEE 442-1981標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的TP02探頭在土壤、熱回填材料，沉淀物、食品、粉末、 污泥、油漆、膠水以及其它各種材料中已經(jīng)被證明具有非常好的穩(wěn)定性。非穩(wěn)定狀態(tài)探頭(NSSP)測量方法 (*的瞬時線性源，熱針，熱脈沖和專線技術(shù))有一些基本的有利條件，這些條件可以使得采樣快速、-概。　　　Hukseflux特定于NSSP設(shè)計，特殊的型號已經(jīng)開發(fā)用于現(xiàn)場實驗。為了*性的安裝在土壤里面，設(shè)計了一個專注的型號——TP01。TP02的設(shè)計和測試都是和瓦格寧根大學(xué)的應(yīng)用物理小組一起合作完成。

　　通常情況下，TP02連接在Campbell Scientific公司的CR1000數(shù)據(jù)采集器上。

　　ASTM的表尊和IEEE的標(biāo)準(zhǔn)描述證明了測量材料熱導(dǎo)率的方法。ASTM D 5334-00和D 5930-97，以及IEEE Std 442-1981 " 標(biāo)準(zhǔn)測試方法"特殊用于非穩(wěn)定狀態(tài)探頭NSSP，并且已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到應(yīng)用。一個NSSP由加熱導(dǎo)線，上乘線源，一個溫度傳感器組成，溫度傳感器用于測量這個源的溫度。NSSP的原理是獨立依賴與一個線源：短時溫度上升期間，?T，僅依賴于加熱器功率，Q，以及介質(zhì)熱導(dǎo)率λ:  

?T = (Q / 4 π λ) (ln t + B)

　　?T單位是K，Q單位是W/m，λ單位是W/mK，t 是時間，單位是s和B是一個常數(shù)，在測量加熱期間，加熱溫度的時間可以計算出來(對于TP02，典型為2分鐘)，λ也可以被計算出來。沒有限定采樣尺寸，在針的周圍，*大20ｍｍ半徑可以被覆蓋范圍。

　　為了測量Q，t和 ?T，可以分別直接測量功率，時間和溫度。完成這些測量不需要參考材料，因此TP02的測量是-概的。

　　TP02作為一個單獨的探頭，可以和用戶的其它測量和控制系統(tǒng)一起工作，可以和Campbell Scientific的CR1000數(shù)據(jù)采集器一起工作。

Hukseflux的TP02設(shè)計可以用于非常寬的應(yīng)用范圍，設(shè)計考慮了一下因素：

● *佳精度：TP02包含2個熱電偶，外形為針式，輸出為電壓信號，U，和?T成比例。一個尖不能被加熱，只是作為一個參比。

　　開始測量之前，這個電壓總是很小，獨立于介質(zhì)溫度。設(shè)計在針中僅一個傳感器，信號Ｕ降出現(xiàn)在*大信號上。

　　兩個熱電偶設(shè)計有著非常上等別的精度，尤其是在測量高溫和低溫時。

　　此外，針中的參比結(jié)和加熱結(jié)，介質(zhì)溫度變化的靈敏度已經(jīng)被*小化。